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人教版九年级全册物理“举一反三”变式练习——14.1热机
一、热机：将内能转化为机械能的装置
1．（2023九上·武侯期末）随着科技的发展，机械走进人们的生活，为我们的生产生活带来了方便，下列常用机械中属于热机的是（ ）
A．汽车发动机 B．洗衣机 C．自行车 D．滑轮组
【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】热机是指各种利用内能做功的机械，是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】热机通过燃烧燃料提供内能再转化为机械能。
2．（2023九上·青羊期末）下列我国的“大国重器”中属于热机的是（ ）
A．歼﹣20战机涡扇﹣15煤油发动机
B．新一代高铁永磁同步牵引电机
C．天宫空间站装备的霍尔推进器
D．白鹤滩水电站的水轮发电机组
【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】A．煤油发动机工作时把内能转化成机械能，是热机，A符合题意；
B．新一代高铁永磁同步牵引电机工作时，将电能转化为机械能，不是热机，B不符合题意；
C．天宫空间站装备的霍尔推进器，利用电磁效应产生推力，整个过程没有燃烧，也不需要燃料，不是热机，C不符合题意；
D．白鹤滩水电站的水轮发电机组工作时，将机械能转化为电能，不是热机，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】燃烧燃料将化学能转化为内能再转化为机械能，是热机的特点。
3．（2023九上·青羊期末）人们制造了各种利用内能做功的机械统称 机，其中最早出现的是 。
【答案】热；蒸汽机
【知识点】热机
【解析】【解答】人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械，统称热机，其中最早出现的是蒸汽机。
【分析】利用内能对外做功的装置，是热机；最早的热机是蒸汽机。
4．（2022九上·息县期中）下列交通工具中，没有利用热机的是（ ）
A．蒸汽火车 B．飞机 C．轮船 D．自行车
【答案】D
【知识点】热机
【解析】【解答】蒸汽火车、飞机、轮船的发动机均是一种把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置，即热机，自行车没有利用热机，通过消耗人的体力工作的，D符合题意，ABC不符合题意．
故答案为：D
【分析】热机是消耗燃料转化为机械能的装置。
5．（2022·新都模拟）歼-20战斗机，是我国自主研发的隐形战斗机，进入世界先进战斗机行列，它的油箱能装10吨燃油，歼-20的发动机是 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 能转化成机械能。
【答案】热机；内
【知识点】热机
【解析】【解答】热机是将内能转化成机械能的机器，歼-20的发动机工作时，将内能转化为机械能，属于热机。
【分析】热机是将内能转化成机械能的机器。
二、热机的四个冲程的辨别：吸气、压缩、做功、排气
6．（2023·鞍山模拟）如图是四冲程汽油机工作时某个冲程的示意图，下列正确的是（ ）
A．该冲程将内能转化为机械能
B．该冲程汽缸内物质的内能增大
C．该冲程汽缸内的物质只有空气
D．该冲程的下一冲程靠飞轮惯性完成
【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】ABD.由图知，汽油机的两气门都关闭，活塞上行，汽缸的容积变小，是压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能，汽缸内物质的内能变大；压缩冲程依靠飞轮惯性完成，下一个冲程是做功冲程，不是依靠飞轮惯性完成的，B符合题意，AD不符合题意；
C.汽油机在吸气时，吸入的是汽油和空气的混合物，所以该冲程汽缸内的物质是汽油和空气的混合物，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】汽油机的两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能，汽缸内物质的内能变大；汽油机的四个冲程，只有做功冲程飞轮是受力运动，其余都是依靠飞轮惯性完成的；汽油机在吸气时，吸入的是汽油和空气的混合物。
7．（2023·揭阳模拟）
（1）某传统燃油汽车的单缸四冲程汽油机的做功冲程如图 （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）（图1）。汽油机吸入 （选填序号：①“空气”或②“汽油与空气的混合物”）；
（2）如图2中甲是探究冰熔化规律的实验装置，图2中乙是冰熔化时的温度—时间图像，由图像可知：在第3min时内能 （选填“＜”“＝”或“＞”）第5min时内能；8min后继续加热，烧杯中水沸腾时，试管内的水 （选填“会”或“不会”）沸腾；
（3）水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤油的比热容为2.1×103J/（kg·℃）。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上相等的煤油和水，用相同热源对试管均匀加热。如图的图像正确的是 。（单选）
【答案】（1）甲；②
（2）＜；不会
（3）D
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象；沸腾及沸腾条件；热量的计算；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】（1）单缸四冲程汽油机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，结合图1可知，甲图是做功冲程，故答案为：甲。
工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，故答案为：②。
（2）该物质从1min开始熔化，晶体熔化时，不断吸收热量，内能增加，温度保持不变，故该物质第3min时的内能小于第5min时的内能。
当大烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；小试管中的水从大烧杯中吸热，温度达到水的沸点后，就和烧杯中的水的温度一样，就不能从烧杯中继续吸热，这时虽然达到了沸点，但不能吸收热量，所以不会沸腾。
（3）探究不同物质的吸热能力时，需要选择质量相同的不同液体进行实验；由Q吸＝cmΔt得， ，质量相同的水和煤油吸收相同的热量，煤油的比热容为水的比热容的 ，所以煤油升高的温度为水升高温度的2倍，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）汽油机的气门关闭活塞下行，是做功冲程；汽油机的吸气冲程吸入空气和汽油的混合物；
（2）物体吸收热量后，内能变大；液体沸腾的条件是到达沸点，继续吸热；
（3）根据物体的质量和吸收热量相同，结合已知的比热容，分析温度差变化。
8．（2023九上·澄城期末）如图所示的内燃机工作的一个工作循环中，其四个冲程的顺序应当是（ ）
A．乙、甲、丁、丙 B．甲、乙、丙、丁
C．乙、丁、甲、丙 D．甲、丁、乙、丙
【答案】A
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】甲图中的气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，属于压缩冲程；
乙图中的进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，属于吸气冲程；
丙图中的排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，属于排气冲程；
丁图中的气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，属于做功冲程；
故正确的顺序是乙、甲、丁、丙，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】热机的一个工作循环的顺序为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程及排气冲程。
9．（2023九上·鞍山期末）如图所示为汽油机的四冲程示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：丁→乙→丙→甲
B．丙冲程是内能转化为机械能
C．乙冲程中存在着化学能转化为内能的过程
D．丁冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
【答案】C,D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】甲冲程，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，是第四冲程；乙冲程，气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能是第三冲程；丙冲程，两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，是第二冲程；丁冲程，进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程；
A．四个冲程的正确顺序是丁丙乙甲，A不符合题意；
B．丙冲程压缩冲程，是机械能转化为内能，B不符合题意；
C．乙冲程是做功冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能的过程，C符合题意；
D．丁冲程是吸气冲程，吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】汽油机的一个工作循环的正确顺序为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程，是机械能转化为内能；燃料燃烧，化学能转化为内能；吸气冲程，吸入汽缸的是汽油和空气的混合物。
10．（2023九上·三明期末）如图所示是 （选填“汽油”或“柴油”）机，这是 冲程。
【答案】汽油；压缩
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】由题知，此装置顶部是火花塞，是汽油机。
图中的进气门和排气门都闭合，活塞向上运行，因此为压缩冲程。
【分析】此装置顶部是火花塞，是汽油机；进气门和排气门都闭合，活塞向上运行，因此为压缩冲程。
三、热机的相关计算：两转一次功，一功四冲程
11．（2023·芜湖模拟）如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式与汽油机的做功冲程相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min，则1s内完成 个冲程。
【答案】40
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】飞轮转速是1200r/min＝20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，完成10个工作循环，要经过40个冲程。
【分析】汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，根据转数可以计算做功多少次。
12．（2023九上·江津期末）李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式来改变“香炉”的内能。一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3600r/min，则在1s内该汽油机对外做功 次。
【答案】热传递；30
【知识点】热传递改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】“日照香炉生紫烟”的意思是香炉峰在阳光的照射下生起紫色烟霞，香炉峰在阳光的照射下吸收热量，这是通过热传递的方式来改变“香炉”的内能。一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3600r/min=60r/s，即1s内飞轮转动60圈，由汽油机一个工作循环飞轮转2圈，4个冲程，做功1次可知，在1s内该汽油机对外做功30次。
【分析】温度不同的物体间通过热传递改变内能；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍。
13．（2022九上·陈仓期中）某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则下列说法正确的是（ ）
A．1min内燃机对外做了600次功 B．1s内完成了10个工作循环
C．燃气做一次功的时间间隔是0.2s D．1s内活塞共来回20次
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】四冲程汽油机一个工作循环活塞往复2次，飞轮转动2周，做功1次，完成4个冲程。
AC．某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，飞轮转2圈做一次功，故汽油机1min对外做了300次功，做一次的时间为
A不符合题意，C符合题意；
BD．飞轮转速是600r/min，则1s内飞轮转10圈，1s内活塞共来回10次，完成5个工作循环，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍。
14．（2022九上·紫金期中）如图是一单缸四冲程汽油机的某个冲程，该图是汽油机工作的
冲程。若该汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒对外做功
次，完成 个冲程。
【答案】压缩；30；120
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】由图可知，进气门、排气门关闭，活塞向上运动，压缩里面的气体，是压缩冲程。
汽油机的一个工作循环中有4个冲程，飞轮转动2周，做功1次。若飞轮转速是3600r/min=60r/s，表示每秒飞轮转动60圈，对外做功30次，完成30个工作循环，完成120个冲程。
【分析】汽油机的气门关闭，活塞上行是压缩冲程，汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，是总冲程数的一半。
15．（2022九上·南海期中）若汽油机飞轮转速为3000r/min，那么，1s内完成 个冲程，活塞往复 次，燃气推动活塞做功 次。
【答案】100；50；25
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周。若飞轮转速是3000r/min＝50r/s，表示每秒飞轮转动50圈，要经过100个冲程，对外做功25次。
【分析】汽油机工作时，飞轮的转数是做功数的2倍。
四、热机的能量转化：压缩冲程：机转内；做功冲程：内转机
16．（2023·莲湖模拟）如图是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能 ，温度升高，达到艾绒的着火点。该过程的能量转化与四冲程汽油机的 冲程相同。
【答案】做功；增大；压缩
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到点火的目的；此过程中是机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
【分析】压缩体积，是做功改变内能；在汽油机中，压缩冲程将机械能转化为内能。
17．（2023·丹江口模拟）如图是两个演示实验的示意图，甲图是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧；乙图是给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口；根据实验现象判断下列说法中错误的是（ ）
A．甲图中活塞下压过程中，筒中气体的内能增大
B．甲图中活塞下压过程的能量转化与热机压缩冲程能量转化相同
C．乙图中水蒸气推动橡胶塞冲出试管口的过程中，水蒸气内能减少
D．乙图中水蒸气推动橡胶塞过程与热机排气冲程相同
【答案】D
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】AB．图甲所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能的过程，故与内燃机的压缩冲程相类似，AB正确，不符合题意；
CD．图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，即该过程中消耗水蒸气的内能，产生机械能，故是将内能转化为机械能的过程，与内燃机的做功冲程相类似，C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】改变内能的方式有两种，即做功和热传递；对物体做功，物体的内能会增加，物体对
外做功，其内能会减小；四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。
18．（2023·安阳模拟）今年春节全国多地允许限时限地燃放烟花爆竹，增添了浓浓的年味。关于小型烟花“麻天猴”（如图）的燃放，下列说法正确的是（ ）
A．点火后升空过程能量转化与内燃机压缩冲程相似
B．用火点燃引信，是通过做功的方式增大了物体的内能
C．火药燃尽后的下落过程，部分重力势能转化为动能
D．人们闻到了弥漫的“火药味”，这种现象是扩散现象
【答案】C,D
【知识点】动能和势能的大小变化；热传递改变物体内能；内燃机的四个冲程；分子热运动
【解析】【解答】A．点火后升空过程内能转化为机械能，能量转化与内燃机做功冲程相似，A不符合题意；
B．用火点燃引信，是通过热传递的方式增大了物体的内能，B不符合题意；
C．火药燃尽后的下落过程，需要克服空气阻力作用，部分能量转化为内能。下落时“麻天候”的质量不变，高度降低，重力势能变小；速度变大，动能变大，部分重力势能转化为动能，C符合题意；
D．弥漫的“火药味”，是硝烟分子的无规则运动，扩散到了空气中，是扩散现象。D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】点火后升空过程内能转化为机械能，能量转化与内燃机做功冲程相似；吸收热量，内能变大，是通过热传递的方式增大了物体的内能；质量不变，高度降低，重力势能变小；速度变大，动能变大，部分重力势能转化为动能；扩散现象说明了构成物体的分子在不停的做无规则运动。
19．（2023·政和模拟）如图所示，生活中常见热水瓶的软木塞跳起现象，与下列四冲程汽油机的冲程图中具有同样的能量转化的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】生活中常见热水瓶的软木塞跳起现象，是瓶内气体膨胀对外做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，这一过程瓶内气体是通过做功改变了内能。
A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，没有能量转化。A不符合题意；
B．两气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能。B不符合题意；
C．两气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，将内能转化为机械能。C符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，该冲程没有能量转化。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】内能使物体运动，将内能转化为机械能；汽油机的气门关闭活塞上行，是做功冲程，将内能转后为机械能。
20．（2023·桂林模拟）中国太空站航天员乘组首次成功完成在轨交接后，“神舟十四号”乘组的三名航天员于2022年12月4日顺利返回地面。当返回舱进入大气层后，与大气会摩擦产生高温形成“火球”。如图所示是汽油机工作循环的四个冲程，其能量转化与“火球”形成时的能量转化相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】“火球”的形成是返回舱进入大气层，与大气层摩擦生热形成的，是克服摩擦做功，使机械能转化为内能。
A．图中吸气阀打开，排气阀关闭，活塞下行，是吸气冲程，没有能量的转化；A不符合题意；
B．图中两气阀紧闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能；B符合题意；
C．图中两气阀关闭，火花塞点火，是做功冲程，内能转化为机械能；C不符合题意；
D．图中排气阀打开，吸气阀关闭，活塞上行，是排气冲程，没有能量的转化；D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】与大气层摩擦生热形成的，是克服摩擦做功，使机械能转化为内能；两气阀紧闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能。
21．（2023九上·太和期末）某型号单缸四冲程汽油机正常工作时，每秒钟对外做功30次，则该汽油机正常工作时的转速是 r/min。
【答案】3600
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】单缸四冲程汽油机正常工作时，每秒钟对外做功30次，则每分钟对外做功1800次，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功一次，所以该汽油机正常工作时的转速是3600r/min。
【分析】汽油机的飞轮转数是做功数的2倍。
五、综合训练
22．（2023·深圳模拟）连日来，大风扬沙肆虐，该运动 （选填“是”或“不是”）分子热运动。政府各相关单位采取多项措施积极应对极端天气，其中使用雾炮车向空中喷水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用，确保居民生活环境的健康安全。该雾炮车的发动机是柴油机。柴油机四个冲程中的 冲程实现了内能转化为机械能，驱动雾炮车前进，柴油机工作时会产生大量热，需要用水进行降温，是利用水的 大的特性。
【答案】不是；做功；比热容
【知识点】比热容；内燃机的四个冲程；分子热运动
【解析】【解答】大风扬沙肆虐，风沙能看到，属于机械运动，不是分子热运动。
四冲程柴油机在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。
汽油机工作时会产生大量热，一般用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在质量相同、升高的温度相同时，水可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
【分析】风沙不是分子运动；柴油机的做功冲程将内能转化为机械能；水的比热容较大，便于对物体降温。
23．（2023九上·双牌期末）如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。这个过程发生的能量转化与四冲程汽油机冲程图中相同的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
A．图中吸气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，A不符合题意；
B．图中两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，B不符合题意；
C．图中两气阀关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，C符合题意；
D．图中吸气阀关闭，排气阀开启，活塞向上运动，是排气冲程，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同；两气阀关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程。
24．（2023九上·绥宁期末）在汽油机中，下列描述正确的是（ ）
A．吸气冲程中，只将空气吸入气缸
B．压缩冲程中，是通过做功的方式使汽缸内气体的内能增加
C．做功冲程中，燃料燃烧释放的能量全部转化为机械能
D．排气冲程中，是将机械能转化为内能
【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．汽油机的吸气冲程，将汽油和空气的混合物吸入气缸，A不符合题意；
B．在压缩冲程中，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程机械能转化为内能，是通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大，B符合题意；
C．内燃机工作时，不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作中损耗掉了，只有一部分转化为机械能，C不符合题意；
D．压缩冲程中，将机械能转化为内能，在排气冲程中，排出废气，没有能量转化，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】汽油机的吸气冲程，将汽油和空气的混合物吸入气缸；在压缩冲程中，是通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大；内燃机工作时，只有一部分转化为机械能；压缩冲程中，将机械能转化为内能，在排气冲程中，排出废气，没有能量转化。
25．（2023九上·广州期末）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧。在迅速下压活塞过程中，主要是
能转化成 能，这是通过
的方式使筒内气体内能 （选填“增大”或“减少”），能量转化与下列汽油机四冲程中的 冲程相同，使汽车获得动力的是
冲程。（后两空均填字母）
【答案】机械；内；做功；增大；C；B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】快速压下活塞，此过程中压缩筒内空气做功，使筒内气体的内能增加；在该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，通过做功的方式改变物体的内能；与汽油机的压缩冲程的能量转化相同；
A图：排气门打开，活塞向上运行，气缸容积减小，是排气冲程；
B图：两气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，是做功冲程；
C图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程；
D图：进气门打开，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程。
使汽车获得动力的是做功冲程，即B图。
【分析】活塞的机械能转化为筒内空气的内能，通过做功的方式改变物体的内能；与汽油机的压缩冲程的能量转化相同；两气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，是做功冲程；汽车获得动力。
26．（2023九上·庐阳期末）下图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能
B．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙
C．丁是做功冲程，把绝大部分的内能转化为机械能
D．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙
【答案】D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．图甲两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，A不符合题意；
B．内燃机一个工作循环分别是吸热冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。图乙进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；图丙进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；图丁两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能，四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，B不符合题意；
C．由上分析可知，丁是做功冲程。汽油机的效率约为20%～30%，故只能把一小部分的内能转化为机械能，C不符合题意；
D．只有做功冲程将内能转化机械能，其它三个冲程是辅助冲程，要靠飞轮的惯性完成，故靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汽油机的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化内能；根据汽油机的气门的开合、活塞的运行方向，判断冲程，汽油机的工作顺序是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，四个冲程中，只做功冲程内能做功。
27．（2022九上·长汀月考）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．做功冲程中，实现了机械能向内能转化
B．吸气冲程中，只有汽油进入汽缸
C．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大
D．排气冲程中，废气不会带走燃料释放的能量
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．做功冲程，是内能转化为机械能，A不符合题意；
B．汽油机吸气冲程中，吸入空气和汽油，B不符合题意；
C．压缩冲程中，活塞对汽缸内气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能增大，C符合题意；
D．排气冲程中，废气会带走一部分能量，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能后，是做功的方式改变内能。
28．（2022九上·洞口期中）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用四缸汽油发动机，每个汽缸都进行四冲程循环。如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中表示压缩冲程的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．图中进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，A符合题意；
B．图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，废气被压出汽缸，是排气冲程，B不符合题意；
C．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，C不符合题意；
D．图中进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞喷出电火花，是做功冲程，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
29．（2022九上·永定期中）关于汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机有喷油嘴，柴油机有火花塞
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机只吸入空气，柴油机吸入柴油和空气混合物
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
【答案】D
【知识点】热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】AB．汽油机汽缸的顶部有火花塞，用以点燃汽油内的燃料，所以是点燃式点火；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，在压缩冲程结束时，汽缸内空气被压缩到温度超过柴油燃点时，喷出柴油，是压燃式点火，AB不符合题意；
C．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机只吸入空气，柴油由喷油嘴喷出，C不符合题意；
D．小汽车、摩托车通常较轻巧，需要的输出功率较小，用汽油机做发动机，卡车、挖掘机所需的输出功率较大，较为笨重，用柴油机做发动机，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汽油机汽缸的顶部有火花塞，是点燃式点火；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，是压燃式点火；吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机只吸入空气；小汽车、摩托车通常较轻巧，用汽油机做发动机；卡车、挖掘机所需的输出功率较大，用柴油机做发动机。
30．（2022九上·安定期中）一台某型号的四缸四冲程汽油机的曲轴转动速度是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次，活塞往返 次。
【答案】10；20
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】由题意知，汽油机曲轴转动的速度
曲轴转动2周，活塞往返2次，完成四个冲程，做功一次，所以汽油机每秒对外做功10次，活塞往返20次。
【分析】汽油机飞轮转数是做功数的2倍；飞轮转数和活塞往复运动次数相同。
31．（2022九上·隆回期中）一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1440r/min，该汽油机每秒钟内完成 个冲程，做功 次。
【答案】48；12
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】飞轮转速是
因一个工作循环转2圈，做功一次，所以总共有12个工作循环，每秒可以完成48个冲程，做功12次。
【分析】汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍，是冲程数的一半。
32．（2022九上·隆回期中）下列关于汽油机和柴油机的说法，正确的是（ ）
A．柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴
B．柴油机采用点燃式点火，汽油机采用压燃式点火
C．柴油机吸入汽缸里的是空气，汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物
D．柴油机的效率一般低于汽油机
【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．柴油的汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，A不符合题意；
B．柴油机和汽油机的点火方式不同，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，B不符合题意；
C．在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气，C符合题意；
D．柴油机的效率一般情况下高于汽油机，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机和柴油机的结构不同；点火方式不同；吸气冲程中，柴油机吸入空气，汽油机吸入空气和汽油的混合物；柴油机的效率比汽油机高。
33．（2022九上·泾阳期中）如图甲所示，小明在吹气球时，被吹大了的气球没能被手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡起气球，将会感觉到气球喷气的嘴部温度和原来相比 （选填“变高”、“变低”或“没有变化”）了，这是因为当球内气体喷出来时，气球内的压缩空气对外做功，自身内能减小。图 （选填“乙”或“丙”）中汽油机的工作过程与这一情景过程中能量的转化是一致的。若该四冲程汽油机每秒完成20个冲程，则每秒它对外做功 次，飞轮转过 圈。
【答案】变低；丙；5；10
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，此时气球内的气体向外喷出气体，对外做功，内能转化为球的机械能，所以自身内能减小，根据内能与温度的关系可知，此时气球喷气的嘴部温度与原来相比将变低；由图乙可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，因此这是压缩冲程，压缩冲程中，机械能转化为内能；由图丙可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，因此这是做功冲程，汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，自身内能减小，内能转化为机械能，所以图丙中汽油机的做功冲程与这一情景过程中能量的转化是一致的。
汽油机的1个工作循环，汽油机对外做功1次，飞轮转2圈，共4个冲程，所以若该四冲程汽油机每秒完成20个冲程，则每秒它对外做功5次，飞轮转过10圈。
【分析】内能对外做功时，转化为机械能，内能减少，温度降低；汽油机的气门关闭，活塞上行是压缩冲程，活塞下行是做功冲程；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，冲程数是转数的2倍。
34．（2022九上·新田期中）如图所示是某单缸四冲程汽油机工作循环的 冲程，飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机对外做功 次。
【答案】压缩；25
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】如图所示，进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，故是压缩冲程。
飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机的飞轮转的圈数为50r，每一个工作循环，飞轮转2圈，对外做功一次，故1s内该汽油机对外做功25次。
【分析】汽油机工作时，气门关闭，活塞上行，是压缩冲程；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍。
35．（2022·东营模拟）流星进入地球大气层，与大气摩擦并燃烧，该过程是通过 方式增加了流星的内能，其能量转化与汽油机的 冲程相同，若某单缸四冲程汽油机的转速为1800r/min，则它每秒钟完成 个做功冲程。
【答案】做功；压缩；15
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】摩擦生热是通过做功的方式改变内能的。
摩擦生热时是将机械能转化为内能，汽油机压缩冲程也是将机械能转化为内能。
因为汽油机的转速为1800r/min，所以1s内飞轮转30r，是15个工作循环，因为一个工作循环对外做功1次，所以15个工作循环对外做功15次。
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。
在汽油机的压缩冲程中，将机械能转化为内能；在汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能。
四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
36．（2022九下·南雄开学考）有一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min.那么该柴油饥每秒完成 个冲程，做功 次.除做功冲程外，其它三个冲程的完成都是依靠飞轮的 。
【答案】40；10；惯性
【知识点】热机
【解析】【解答】飞轮转速是1200r/min=20r/s，飞轮转动一周完成两个冲程，所以该柴油饥每秒完成40个冲程。四个冲程为一个工作循环，一个工作循环对外做功一次，所以该柴油机完成10个工作循环，对外做功10次。
除做功冲程外，其它三个冲程的完成都是依靠飞轮的惯性运动。
【分析】热机工作过程：飞轮转动一周完成两个冲程，四个冲程为一个工作循环，一个工作循环对外做功一次。
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人教版九年级全册物理“举一反三”变式练习——14.1热机
一、热机：将内能转化为机械能的装置
1．（2023九上·武侯期末）随着科技的发展，机械走进人们的生活，为我们的生产生活带来了方便，下列常用机械中属于热机的是（ ）
A．汽车发动机 B．洗衣机 C．自行车 D．滑轮组
2．（2023九上·青羊期末）下列我国的“大国重器”中属于热机的是（ ）
A．歼﹣20战机涡扇﹣15煤油发动机
B．新一代高铁永磁同步牵引电机
C．天宫空间站装备的霍尔推进器
D．白鹤滩水电站的水轮发电机组
3．（2023九上·青羊期末）人们制造了各种利用内能做功的机械统称 机，其中最早出现的是 。
4．（2022九上·息县期中）下列交通工具中，没有利用热机的是（ ）
A．蒸汽火车 B．飞机 C．轮船 D．自行车
5．（2022·新都模拟）歼-20战斗机，是我国自主研发的隐形战斗机，进入世界先进战斗机行列，它的油箱能装10吨燃油，歼-20的发动机是 （选填“电动机”或“热机”），工作时将 能转化成机械能。
二、热机的四个冲程的辨别：吸气、压缩、做功、排气
6．（2023·鞍山模拟）如图是四冲程汽油机工作时某个冲程的示意图，下列正确的是（ ）
A．该冲程将内能转化为机械能
B．该冲程汽缸内物质的内能增大
C．该冲程汽缸内的物质只有空气
D．该冲程的下一冲程靠飞轮惯性完成
7．（2023·揭阳模拟）
（1）某传统燃油汽车的单缸四冲程汽油机的做功冲程如图 （选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）（图1）。汽油机吸入 （选填序号：①“空气”或②“汽油与空气的混合物”）；
（2）如图2中甲是探究冰熔化规律的实验装置，图2中乙是冰熔化时的温度—时间图像，由图像可知：在第3min时内能 （选填“＜”“＝”或“＞”）第5min时内能；8min后继续加热，烧杯中水沸腾时，试管内的水 （选填“会”或“不会”）沸腾；
（3）水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤油的比热容为2.1×103J/（kg·℃）。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上相等的煤油和水，用相同热源对试管均匀加热。如图的图像正确的是 。（单选）
8．（2023九上·澄城期末）如图所示的内燃机工作的一个工作循环中，其四个冲程的顺序应当是（ ）
A．乙、甲、丁、丙 B．甲、乙、丙、丁
C．乙、丁、甲、丙 D．甲、丁、乙、丙
9．（2023九上·鞍山期末）如图所示为汽油机的四冲程示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：丁→乙→丙→甲
B．丙冲程是内能转化为机械能
C．乙冲程中存在着化学能转化为内能的过程
D．丁冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物
10．（2023九上·三明期末）如图所示是 （选填“汽油”或“柴油”）机，这是 冲程。
三、热机的相关计算：两转一次功，一功四冲程
11．（2023·芜湖模拟）如图所示，将水加热至沸腾后，塞子被冲出，此过程的能量转化方式与汽油机的做功冲程相同。若单缸四冲程汽油机飞轮转速为1200r/min，则1s内完成 个冲程。
12．（2023九上·江津期末）李白在《望庐山瀑布》中写道：“日照香炉生紫烟”，这是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式来改变“香炉”的内能。一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3600r/min，则在1s内该汽油机对外做功 次。
13．（2022九上·陈仓期中）某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，则下列说法正确的是（ ）
A．1min内燃机对外做了600次功 B．1s内完成了10个工作循环
C．燃气做一次功的时间间隔是0.2s D．1s内活塞共来回20次
14．（2022九上·紫金期中）如图是一单缸四冲程汽油机的某个冲程，该图是汽油机工作的
冲程。若该汽油机飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒对外做功
次，完成 个冲程。
15．（2022九上·南海期中）若汽油机飞轮转速为3000r/min，那么，1s内完成 个冲程，活塞往复 次，燃气推动活塞做功 次。
四、热机的能量转化：压缩冲程：机转内；做功冲程：内转机
16．（2023·莲湖模拟）如图是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气内能 ，温度升高，达到艾绒的着火点。该过程的能量转化与四冲程汽油机的 冲程相同。
17．（2023·丹江口模拟）如图是两个演示实验的示意图，甲图是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧；乙图是给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡胶塞迅速冲出试管口；根据实验现象判断下列说法中错误的是（ ）
A．甲图中活塞下压过程中，筒中气体的内能增大
B．甲图中活塞下压过程的能量转化与热机压缩冲程能量转化相同
C．乙图中水蒸气推动橡胶塞冲出试管口的过程中，水蒸气内能减少
D．乙图中水蒸气推动橡胶塞过程与热机排气冲程相同
18．（2023·安阳模拟）今年春节全国多地允许限时限地燃放烟花爆竹，增添了浓浓的年味。关于小型烟花“麻天猴”（如图）的燃放，下列说法正确的是（ ）
A．点火后升空过程能量转化与内燃机压缩冲程相似
B．用火点燃引信，是通过做功的方式增大了物体的内能
C．火药燃尽后的下落过程，部分重力势能转化为动能
D．人们闻到了弥漫的“火药味”，这种现象是扩散现象
19．（2023·政和模拟）如图所示，生活中常见热水瓶的软木塞跳起现象，与下列四冲程汽油机的冲程图中具有同样的能量转化的是（ ）
A． B．
C． D．
20．（2023·桂林模拟）中国太空站航天员乘组首次成功完成在轨交接后，“神舟十四号”乘组的三名航天员于2022年12月4日顺利返回地面。当返回舱进入大气层后，与大气会摩擦产生高温形成“火球”。如图所示是汽油机工作循环的四个冲程，其能量转化与“火球”形成时的能量转化相同的是（ ）
A． B．
C． D．
21．（2023九上·太和期末）某型号单缸四冲程汽油机正常工作时，每秒钟对外做功30次，则该汽油机正常工作时的转速是 r/min。
五、综合训练
22．（2023·深圳模拟）连日来，大风扬沙肆虐，该运动 （选填“是”或“不是”）分子热运动。政府各相关单位采取多项措施积极应对极端天气，其中使用雾炮车向空中喷水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用，确保居民生活环境的健康安全。该雾炮车的发动机是柴油机。柴油机四个冲程中的 冲程实现了内能转化为机械能，驱动雾炮车前进，柴油机工作时会产生大量热，需要用水进行降温，是利用水的 大的特性。
23．（2023九上·双牌期末）如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。这个过程发生的能量转化与四冲程汽油机冲程图中相同的是（ ）
A． B．
C． D．
24．（2023九上·绥宁期末）在汽油机中，下列描述正确的是（ ）
A．吸气冲程中，只将空气吸入气缸
B．压缩冲程中，是通过做功的方式使汽缸内气体的内能增加
C．做功冲程中，燃料燃烧释放的能量全部转化为机械能
D．排气冲程中，是将机械能转化为内能
25．（2023九上·广州期末）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧。在迅速下压活塞过程中，主要是
能转化成 能，这是通过
的方式使筒内气体内能 （选填“增大”或“减少”），能量转化与下列汽油机四冲程中的 冲程相同，使汽车获得动力的是
冲程。（后两空均填字母）
26．（2023九上·庐阳期末）下图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．图甲是压缩冲程，内能转化为机械能
B．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙
C．丁是做功冲程，把绝大部分的内能转化为机械能
D．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙
27．（2022九上·长汀月考）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（ ）
A．做功冲程中，实现了机械能向内能转化
B．吸气冲程中，只有汽油进入汽缸
C．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大
D．排气冲程中，废气不会带走燃料释放的能量
28．（2022九上·洞口期中）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用四缸汽油发动机，每个汽缸都进行四冲程循环。如图所示是汽油机工作的四个冲程示意图，其中表示压缩冲程的是（ ）
A． B．
C． D．
29．（2022九上·永定期中）关于汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（ ）
A．汽油机有喷油嘴，柴油机有火花塞
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机只吸入空气，柴油机吸入柴油和空气混合物
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
30．（2022九上·安定期中）一台某型号的四缸四冲程汽油机的曲轴转动速度是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功 次，活塞往返 次。
31．（2022九上·隆回期中）一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1440r/min，该汽油机每秒钟内完成 个冲程，做功 次。
32．（2022九上·隆回期中）下列关于汽油机和柴油机的说法，正确的是（ ）
A．柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴
B．柴油机采用点燃式点火，汽油机采用压燃式点火
C．柴油机吸入汽缸里的是空气，汽油机吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物
D．柴油机的效率一般低于汽油机
33．（2022九上·泾阳期中）如图甲所示，小明在吹气球时，被吹大了的气球没能被手握住，呼啸着飞了出去，若他及时捡起气球，将会感觉到气球喷气的嘴部温度和原来相比 （选填“变高”、“变低”或“没有变化”）了，这是因为当球内气体喷出来时，气球内的压缩空气对外做功，自身内能减小。图 （选填“乙”或“丙”）中汽油机的工作过程与这一情景过程中能量的转化是一致的。若该四冲程汽油机每秒完成20个冲程，则每秒它对外做功 次，飞轮转过 圈。
34．（2022九上·新田期中）如图所示是某单缸四冲程汽油机工作循环的 冲程，飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机对外做功 次。
35．（2022·东营模拟）流星进入地球大气层，与大气摩擦并燃烧，该过程是通过 方式增加了流星的内能，其能量转化与汽油机的 冲程相同，若某单缸四冲程汽油机的转速为1800r/min，则它每秒钟完成 个做功冲程。
36．（2022九下·南雄开学考）有一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是1200r/min.那么该柴油饥每秒完成 个冲程，做功 次.除做功冲程外，其它三个冲程的完成都是依靠飞轮的 。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】热机是指各种利用内能做功的机械，是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】热机通过燃烧燃料提供内能再转化为机械能。
2．【答案】A
【知识点】热机
【解析】【解答】A．煤油发动机工作时把内能转化成机械能，是热机，A符合题意；
B．新一代高铁永磁同步牵引电机工作时，将电能转化为机械能，不是热机，B不符合题意；
C．天宫空间站装备的霍尔推进器，利用电磁效应产生推力，整个过程没有燃烧，也不需要燃料，不是热机，C不符合题意；
D．白鹤滩水电站的水轮发电机组工作时，将机械能转化为电能，不是热机，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】燃烧燃料将化学能转化为内能再转化为机械能，是热机的特点。
3．【答案】热；蒸汽机
【知识点】热机
【解析】【解答】人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械，统称热机，其中最早出现的是蒸汽机。
【分析】利用内能对外做功的装置，是热机；最早的热机是蒸汽机。
4．【答案】D
【知识点】热机
【解析】【解答】蒸汽火车、飞机、轮船的发动机均是一种把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置，即热机，自行车没有利用热机，通过消耗人的体力工作的，D符合题意，ABC不符合题意．
故答案为：D
【分析】热机是消耗燃料转化为机械能的装置。
5．【答案】热机；内
【知识点】热机
【解析】【解答】热机是将内能转化成机械能的机器，歼-20的发动机工作时，将内能转化为机械能，属于热机。
【分析】热机是将内能转化成机械能的机器。
6．【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】ABD.由图知，汽油机的两气门都关闭，活塞上行，汽缸的容积变小，是压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能，汽缸内物质的内能变大；压缩冲程依靠飞轮惯性完成，下一个冲程是做功冲程，不是依靠飞轮惯性完成的，B符合题意，AD不符合题意；
C.汽油机在吸气时，吸入的是汽油和空气的混合物，所以该冲程汽缸内的物质是汽油和空气的混合物，C不符合题意。
故答案为：B。
【分析】汽油机的两气门都关闭，活塞上行，是压缩冲程，该冲程中机械能转化为内能，汽缸内物质的内能变大；汽油机的四个冲程，只有做功冲程飞轮是受力运动，其余都是依靠飞轮惯性完成的；汽油机在吸气时，吸入的是汽油和空气的混合物。
7．【答案】（1）甲；②
（2）＜；不会
（3）D
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象；沸腾及沸腾条件；热量的计算；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】（1）单缸四冲程汽油机的做功冲程中，两个气门都关闭，活塞向下运动，结合图1可知，甲图是做功冲程，故答案为：甲。
工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，故答案为：②。
（2）该物质从1min开始熔化，晶体熔化时，不断吸收热量，内能增加，温度保持不变，故该物质第3min时的内能小于第5min时的内能。
当大烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；小试管中的水从大烧杯中吸热，温度达到水的沸点后，就和烧杯中的水的温度一样，就不能从烧杯中继续吸热，这时虽然达到了沸点，但不能吸收热量，所以不会沸腾。
（3）探究不同物质的吸热能力时，需要选择质量相同的不同液体进行实验；由Q吸＝cmΔt得， ，质量相同的水和煤油吸收相同的热量，煤油的比热容为水的比热容的 ，所以煤油升高的温度为水升高温度的2倍，ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）汽油机的气门关闭活塞下行，是做功冲程；汽油机的吸气冲程吸入空气和汽油的混合物；
（2）物体吸收热量后，内能变大；液体沸腾的条件是到达沸点，继续吸热；
（3）根据物体的质量和吸收热量相同，结合已知的比热容，分析温度差变化。
8．【答案】A
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】甲图中的气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，属于压缩冲程；
乙图中的进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，属于吸气冲程；
丙图中的排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，属于排气冲程；
丁图中的气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，属于做功冲程；
故正确的顺序是乙、甲、丁、丙，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】热机的一个工作循环的顺序为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程及排气冲程。
9．【答案】C,D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】甲冲程，排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，是第四冲程；乙冲程，气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能是第三冲程；丙冲程，两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，是第二冲程；丁冲程，进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，是第一冲程；
A．四个冲程的正确顺序是丁丙乙甲，A不符合题意；
B．丙冲程压缩冲程，是机械能转化为内能，B不符合题意；
C．乙冲程是做功冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能的过程，C符合题意；
D．丁冲程是吸气冲程，吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】汽油机的一个工作循环的正确顺序为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程，是机械能转化为内能；燃料燃烧，化学能转化为内能；吸气冲程，吸入汽缸的是汽油和空气的混合物。
10．【答案】汽油；压缩
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】由题知，此装置顶部是火花塞，是汽油机。
图中的进气门和排气门都闭合，活塞向上运行，因此为压缩冲程。
【分析】此装置顶部是火花塞，是汽油机；进气门和排气门都闭合，活塞向上运行，因此为压缩冲程。
11．【答案】40
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】飞轮转速是1200r/min＝20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，完成10个工作循环，要经过40个冲程。
【分析】汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，根据转数可以计算做功多少次。
12．【答案】热传递；30
【知识点】热传递改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】“日照香炉生紫烟”的意思是香炉峰在阳光的照射下生起紫色烟霞，香炉峰在阳光的照射下吸收热量，这是通过热传递的方式来改变“香炉”的内能。一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3600r/min=60r/s，即1s内飞轮转动60圈，由汽油机一个工作循环飞轮转2圈，4个冲程，做功1次可知，在1s内该汽油机对外做功30次。
【分析】温度不同的物体间通过热传递改变内能；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍。
13．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】四冲程汽油机一个工作循环活塞往复2次，飞轮转动2周，做功1次，完成4个冲程。
AC．某单缸四冲程汽油机的转速是600r/min，飞轮转2圈做一次功，故汽油机1min对外做了300次功，做一次的时间为
A不符合题意，C符合题意；
BD．飞轮转速是600r/min，则1s内飞轮转10圈，1s内活塞共来回10次，完成5个工作循环，BD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍。
14．【答案】压缩；30；120
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】由图可知，进气门、排气门关闭，活塞向上运动，压缩里面的气体，是压缩冲程。
汽油机的一个工作循环中有4个冲程，飞轮转动2周，做功1次。若飞轮转速是3600r/min=60r/s，表示每秒飞轮转动60圈，对外做功30次，完成30个工作循环，完成120个冲程。
【分析】汽油机的气门关闭，活塞上行是压缩冲程，汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，是总冲程数的一半。
15．【答案】100；50；25
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周。若飞轮转速是3000r/min＝50r/s，表示每秒飞轮转动50圈，要经过100个冲程，对外做功25次。
【分析】汽油机工作时，飞轮的转数是做功数的2倍。
16．【答案】做功；增大；压缩
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，所以气体内能增加，则温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒着火达到点火的目的；此过程中是机械能转化为内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。
【分析】压缩体积，是做功改变内能；在汽油机中，压缩冲程将机械能转化为内能。
17．【答案】D
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】AB．图甲所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，由于压缩玻璃筒内的空气对其做功，使得空气的内能增加，温度升高，故是将机械能转化为内能的过程，故与内燃机的压缩冲程相类似，AB正确，不符合题意；
CD．图乙所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，即该过程中消耗水蒸气的内能，产生机械能，故是将内能转化为机械能的过程，与内燃机的做功冲程相类似，C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故答案为：D。
【分析】改变内能的方式有两种，即做功和热传递；对物体做功，物体的内能会增加，物体对
外做功，其内能会减小；四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。
18．【答案】C,D
【知识点】动能和势能的大小变化；热传递改变物体内能；内燃机的四个冲程；分子热运动
【解析】【解答】A．点火后升空过程内能转化为机械能，能量转化与内燃机做功冲程相似，A不符合题意；
B．用火点燃引信，是通过热传递的方式增大了物体的内能，B不符合题意；
C．火药燃尽后的下落过程，需要克服空气阻力作用，部分能量转化为内能。下落时“麻天候”的质量不变，高度降低，重力势能变小；速度变大，动能变大，部分重力势能转化为动能，C符合题意；
D．弥漫的“火药味”，是硝烟分子的无规则运动，扩散到了空气中，是扩散现象。D符合题意。
故答案为：CD。
【分析】点火后升空过程内能转化为机械能，能量转化与内燃机做功冲程相似；吸收热量，内能变大，是通过热传递的方式增大了物体的内能；质量不变，高度降低，重力势能变小；速度变大，动能变大，部分重力势能转化为动能；扩散现象说明了构成物体的分子在不停的做无规则运动。
19．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】生活中常见热水瓶的软木塞跳起现象，是瓶内气体膨胀对外做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，这一过程瓶内气体是通过做功改变了内能。
A．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，没有能量转化。A不符合题意；
B．两气门均关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能。B不符合题意；
C．两气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，将内能转化为机械能。C符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，该冲程没有能量转化。D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】内能使物体运动，将内能转化为机械能；汽油机的气门关闭活塞上行，是做功冲程，将内能转后为机械能。
20．【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】“火球”的形成是返回舱进入大气层，与大气层摩擦生热形成的，是克服摩擦做功，使机械能转化为内能。
A．图中吸气阀打开，排气阀关闭，活塞下行，是吸气冲程，没有能量的转化；A不符合题意；
B．图中两气阀紧闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能；B符合题意；
C．图中两气阀关闭，火花塞点火，是做功冲程，内能转化为机械能；C不符合题意；
D．图中排气阀打开，吸气阀关闭，活塞上行，是排气冲程，没有能量的转化；D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】与大气层摩擦生热形成的，是克服摩擦做功，使机械能转化为内能；两气阀紧闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能。
21．【答案】3600
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】单缸四冲程汽油机正常工作时，每秒钟对外做功30次，则每分钟对外做功1800次，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功一次，所以该汽油机正常工作时的转速是3600r/min。
【分析】汽油机的飞轮转数是做功数的2倍。
22．【答案】不是；做功；比热容
【知识点】比热容；内燃机的四个冲程；分子热运动
【解析】【解答】大风扬沙肆虐，风沙能看到，属于机械运动，不是分子热运动。
四冲程柴油机在做功冲程中，高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。
汽油机工作时会产生大量热，一般用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在质量相同、升高的温度相同时，水可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。
【分析】风沙不是分子运动；柴油机的做功冲程将内能转化为机械能；水的比热容较大，便于对物体降温。
23．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
A．图中吸气阀开启，排气阀关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，A不符合题意；
B．图中两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，B不符合题意；
C．图中两气阀关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程，C符合题意；
D．图中吸气阀关闭，排气阀开启，活塞向上运动，是排气冲程，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同；两气阀关闭，活塞向下运动，火花塞点火，是做功冲程。
24．【答案】B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．汽油机的吸气冲程，将汽油和空气的混合物吸入气缸，A不符合题意；
B．在压缩冲程中，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程机械能转化为内能，是通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大，B符合题意；
C．内燃机工作时，不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作中损耗掉了，只有一部分转化为机械能，C不符合题意；
D．压缩冲程中，将机械能转化为内能，在排气冲程中，排出废气，没有能量转化，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】汽油机的吸气冲程，将汽油和空气的混合物吸入气缸；在压缩冲程中，是通过做功的方式使汽缸内气体的内能增大；内燃机工作时，只有一部分转化为机械能；压缩冲程中，将机械能转化为内能，在排气冲程中，排出废气，没有能量转化。
25．【答案】机械；内；做功；增大；C；B
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】快速压下活塞，此过程中压缩筒内空气做功，使筒内气体的内能增加；在该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，通过做功的方式改变物体的内能；与汽油机的压缩冲程的能量转化相同；
A图：排气门打开，活塞向上运行，气缸容积减小，是排气冲程；
B图：两气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，是做功冲程；
C图：两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程；
D图：进气门打开，活塞向下运动，气缸容积增大，是吸气冲程。
使汽车获得动力的是做功冲程，即B图。
【分析】活塞的机械能转化为筒内空气的内能，通过做功的方式改变物体的内能；与汽油机的压缩冲程的能量转化相同；两气门都关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运行，是做功冲程；汽车获得动力。
26．【答案】D
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．图甲两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能，A不符合题意；
B．内燃机一个工作循环分别是吸热冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。图乙进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；图丙进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；图丁两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能，四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙，B不符合题意；
C．由上分析可知，丁是做功冲程。汽油机的效率约为20%～30%，故只能把一小部分的内能转化为机械能，C不符合题意；
D．只有做功冲程将内能转化机械能，其它三个冲程是辅助冲程，要靠飞轮的惯性完成，故靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汽油机的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，将机械能转化内能；根据汽油机的气门的开合、活塞的运行方向，判断冲程，汽油机的工作顺序是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，四个冲程中，只做功冲程内能做功。
27．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．做功冲程，是内能转化为机械能，A不符合题意；
B．汽油机吸气冲程中，吸入空气和汽油，B不符合题意；
C．压缩冲程中，活塞对汽缸内气体做功，将机械能转化为内能，气体的内能增大，C符合题意；
D．排气冲程中，废气会带走一部分能量，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能后，是做功的方式改变内能。
28．【答案】A
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．图中进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，A符合题意；
B．图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，废气被压出汽缸，是排气冲程，B不符合题意；
C．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，燃料和空气的混合物进入汽缸，是吸气冲程，C不符合题意；
D．图中进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞喷出电火花，是做功冲程，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
29．【答案】D
【知识点】热机；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】AB．汽油机汽缸的顶部有火花塞，用以点燃汽油内的燃料，所以是点燃式点火；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，在压缩冲程结束时，汽缸内空气被压缩到温度超过柴油燃点时，喷出柴油，是压燃式点火，AB不符合题意；
C．吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机只吸入空气，柴油由喷油嘴喷出，C不符合题意；
D．小汽车、摩托车通常较轻巧，需要的输出功率较小，用汽油机做发动机，卡车、挖掘机所需的输出功率较大，较为笨重，用柴油机做发动机，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】汽油机汽缸的顶部有火花塞，是点燃式点火；柴油机汽缸顶部有喷油嘴，是压燃式点火；吸气冲程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机只吸入空气；小汽车、摩托车通常较轻巧，用汽油机做发动机；卡车、挖掘机所需的输出功率较大，用柴油机做发动机。
30．【答案】10；20
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】由题意知，汽油机曲轴转动的速度
曲轴转动2周，活塞往返2次，完成四个冲程，做功一次，所以汽油机每秒对外做功10次，活塞往返20次。
【分析】汽油机飞轮转数是做功数的2倍；飞轮转数和活塞往复运动次数相同。
31．【答案】48；12
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】飞轮转速是
因一个工作循环转2圈，做功一次，所以总共有12个工作循环，每秒可以完成48个冲程，做功12次。
【分析】汽油机工作时，飞轮转数是做功数的2倍，是冲程数的一半。
32．【答案】C
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】A．柴油的汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，A不符合题意；
B．柴油机和汽油机的点火方式不同，柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火，B不符合题意；
C．在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气，C符合题意；
D．柴油机的效率一般情况下高于汽油机，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机和柴油机的结构不同；点火方式不同；吸气冲程中，柴油机吸入空气，汽油机吸入空气和汽油的混合物；柴油机的效率比汽油机高。
33．【答案】变低；丙；5；10
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】被吹大了的气球没能用手握住，呼啸着飞了出去，此时气球内的气体向外喷出气体，对外做功，内能转化为球的机械能，所以自身内能减小，根据内能与温度的关系可知，此时气球喷气的嘴部温度与原来相比将变低；由图乙可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，因此这是压缩冲程，压缩冲程中，机械能转化为内能；由图丙可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，因此这是做功冲程，汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，自身内能减小，内能转化为机械能，所以图丙中汽油机的做功冲程与这一情景过程中能量的转化是一致的。
汽油机的1个工作循环，汽油机对外做功1次，飞轮转2圈，共4个冲程，所以若该四冲程汽油机每秒完成20个冲程，则每秒它对外做功5次，飞轮转过10圈。
【分析】内能对外做功时，转化为机械能，内能减少，温度降低；汽油机的气门关闭，活塞上行是压缩冲程，活塞下行是做功冲程；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍，冲程数是转数的2倍。
34．【答案】压缩；25
【知识点】内燃机的四个冲程
【解析】【解答】如图所示，进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动，故是压缩冲程。
飞轮转速为3000r/min，则1s内该汽油机的飞轮转的圈数为50r，每一个工作循环，飞轮转2圈，对外做功一次，故1s内该汽油机对外做功25次。
【分析】汽油机工作时，气门关闭，活塞上行，是压缩冲程；汽油机的飞轮转数是做功数的2倍。
35．【答案】做功；压缩；15
【知识点】做功改变物体内能；内燃机的四个冲程
【解析】【解答】摩擦生热是通过做功的方式改变内能的。
摩擦生热时是将机械能转化为内能，汽油机压缩冲程也是将机械能转化为内能。
因为汽油机的转速为1800r/min，所以1s内飞轮转30r，是15个工作循环，因为一个工作循环对外做功1次，所以15个工作循环对外做功15次。
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。
在汽油机的压缩冲程中，将机械能转化为内能；在汽油机的做功冲程中，将内能转化为机械能。
四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
36．【答案】40；10；惯性
【知识点】热机
【解析】【解答】飞轮转速是1200r/min=20r/s，飞轮转动一周完成两个冲程，所以该柴油饥每秒完成40个冲程。四个冲程为一个工作循环，一个工作循环对外做功一次，所以该柴油机完成10个工作循环，对外做功10次。
除做功冲程外，其它三个冲程的完成都是依靠飞轮的惯性运动。
【分析】热机工作过程：飞轮转动一周完成两个冲程，四个冲程为一个工作循环，一个工作循环对外做功一次。
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